DE3623666A1 - Druckregelventil - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Druckregelventil nach der Gattung des Anspruches.

Es ist schon ein Druckregelventil bekannt (DE-OS 23 29 667), bei dem zur Erfüllung der Schließfunktion der Regelkol­ ben gegenüber der Gleitbohrung einen derart geringeren Durchmesser hat, daß über den Ringspalt zwischen Regelkolben und Gleitbohrung während des Schließvorganges eine Druckentlastung stattfinden kann. Dieses relativ große Kolbenspiel führt jedoch dazu, daß auch während des Regelvorganges ständig eine gewisse Kraftstoffmenge durch die Kraftstoffpumpe gefördert werden muß, die unnötigerweise über das Kolbenspiel als Leckage zurückströmt.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Druckregelventil mit den kennzeichnenden Merk­ malen des Anspruches hat demgegenüber den Vorteil, daß nur während des Schließvorganges am Regelkolben vorbei über den Bypasskanal Me­ dium zur Druckentlastung abströmen kann, so daß sich die von der Pumpe zu fördernde Mediummenge verringert.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung verein­ facht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläu­ tert.

Beschreibung des Ausführungsbeispieles

Bei der in der Zeichnung beispielsweise dargestellten Kraftstoffein­ spritzanlage sind mit 1 Zumeßventile dargestellt, wobei jedem Zylin­ der einer nichtdargestellten gemischverdichtenden fremdgezündeten Brennkraftmaschine ein Zumeßventil 1 zugeordnet ist, an dem eine zur von der Brennkraftmaschine angesaugten Luftmenge in einem bestimmten Verhältnis stehende Kraftstoffmenge zugemessen wird. Die beispiels­ weise dargestellte Kraftstoffeinspritzanlage weist vier Zumeßventile 1 auf und ist somit für eine Vierzylinder-Brennkraftmaschine be­ stimmt. Der Querschnitt der Zumeßventile ist beispielsweise gemein­ sam, wie angedeutet, durch ein Betätigungselement 2 in Abhängigkeit von Betriebskenngrößen der Brennkraftmaschine änderbar, beispiels­ weise in bekannter Art in Abhängigkeit von der durch die Brennkraft­ maschine angesaugten Luftmenge. Die Zumeßventile 1 liegen in einer Kraftstoffversorgungsleitung 3, in die von einer durch einen Elek­ tromotor 4 angetriebenen Kraftstoffpumpe 5 aus einem Kraftstoffbe­ hälter 6 Kraftstoff gefördert wird.

Stromabwärts jedes Zumeßventils 1 ist eine Leitung 11 vorgesehen, über die der zugemessene Kraftstoff in eine Regelkammer 12 eines je­ dem Zumeßventil 1 gesondert zugeordneten Regelventiles 13 gelangt. Die Regelkammer 12 des Regelventiles 13 ist durch ein beispielsweise als Membran 14 ausgebildetes bewegliches Ventilteil von einer Steu­ erkammer 15 des Regelventiles 13 getrennt. Die Membran 14 des Regel­ ventiles 13 arbeitet mit einem in der Regelkammer 12 vorgesehenen festen Ventilsitz 16 zusammen, über den der zugemessene Kraftstoff aus der Regelkammer 12 zu den einzelnen, nicht dargestellten Ein­ spritzventilen im Saugrohr der Brennkraftmaschine strömen kann. In der Regelkammer 12 kann ebenfalls eine Feder 17 angeordnet sein, die die Membran 14 in Öffnungsrichtung des Regelventiles 13 beaufschlagt.

Von der Kraftstoffversorgungsleitung 3 zweigt eine Leitung 19 ab, die über eine Steuerdrossel 20 in eine Steuerdruckleitung 21 mündet. Stromabwärts der Steuerdrossel 20 sind in der Steuerdruckleitung 21 die Steuerkammern 15 der Regelventile 13 und stromabwärts der Steu­ erkammern 15 ein als Elektromagnetventil 24 ausgebildetes Steuer­ druckventil angeordnet. Von der Kraftstoffversorgungsleitung 3 zweigt ebenfalls eine Stichleitung 25 ab, in der ein Druckregelven­ til 26 angeordnet ist, durch das stromaufwärts der Kraftstoffzumeß­ ventile 1 ein konstanter Kraftstoffdruck aufrechterhalten wird.

Das Druckregelventil 26 hat ein Ventilgehäuse 27 mit einer Gleitboh­ rung 28, die in einem als Ventilsitz 29 dienenden konischen Teil ausläuft. Die Stichleitung 25 mündet am Ventilsitz 29 in die Gleit­ bohrung 28. In der Gleitbohrung 28 ist ein Regelkolben 31 gelagert und durch den Druck des über die Stichleitung 25 anstehenden Kraft­ stoffes entgegen der Kraft einer Regelfeder 32 verschiebbar. Dem Ventilsitz 29 zugewandt ist am Regelkolben 31 ein konisch ausgebil­ detes Ventilschließteil 33 ausgebildet, das einen Dichtring 34 trägt, der bei geschlossenem Druckregelventil 26 am Ventilsitz 29 anliegt und bei einem Kraftstoffdruck in der Kraftstoffversorgungs­ leitung 3 oberhalb ca. 3 bar das Druckregelventil 26 öffnend vom Ventilsitz 29 abhebt. Stromabwärts sich an das Ventilschließteil 33 anschließend ist am Regelkolben 31 eine radial nach außen verlau­ fende Regelfläche 35 ausgebildet, die erst nach einem bestimmten Verschiebeweg s des Ventilschließteiles 33 vom Ventilsitz 29 weg mit einer Regelkante 36 einer Abströmöffnung 37 in Überdeckung gerät, die an der Regelkante 36 beginnend vom Ventilsitz 29 weg im Ventil­ gehäuse 27 ausgebildet ist und von der Wandung der Gleitbohrung 28 zu einer Rückströmleitung 38 führt, über die Kraftstoff zum Kraft­ stoffbehälter 6 zurückfließen kann. Dies geschieht dann, wenn der Regelkolben 31 durch den Kraftstoffdruck entgegen der Kraft der Re­ gelfeder 32 um einen größeren als den bestimmten Verschiebeweg s vom Ventilsitz 29 weg verschoben wird, so daß die Regelfläche 35 in den Bereich der Abströmöffnung 37 gelangt und die Abströmöffnung 37 mehr oder weniger öffnet, wodurch Kraftstoff aus der Gleitbohrung 28 zwi­ schen der Regelfläche 35 und der Regelkante 36 zur Abströmöffnung 37 und von dort zur Rückströmleitung 38 gelangen kann. Das Druckregel­ ventil 26 regelt dann den Kraftstoffdruck in der Kraftstoffversor­ gungsleitung 3 konstant auf einen Druck von ca. 5 bar. Im Regelkol­ ben 31 ist ein Bypasskanal 40 ausgebildet, der einerseits an der Re­ gelfläche 35 beginnt und andererseits mit einer Entlastungsöffnung 41 so am Umfang des Regelkolbens 31 endet, daß die Entlastungsöff­ nung 41 bei einer Verschiebung des Regelkolbens 31 nur dann mit der Abströmöffnung 37 in Verbindung steht, wenn der Verschiebeweg des Regelkolbens 31 vom Ventilsitz 29 weg kleiner als der bestimmte Ver­ schiebeweg s ist. Bei einer Verschiebung des Regelkolbens 31 um ei­ nen Verschiebeweg größer als der bestimmte Verschiebeweg s ist die Entlastungsöffnung 41 gegenüber der Abströmöffnung 37 verschlossen, das bedeutet, daß bei einem sich in Regelfunktion befindenden Regel­ kolben 31, also wenn die Regelfläche 35 mehr oder weniger die Ab­ strömöffnung 37 zur Gleitbohrung 28 hin öffnet, über den Bypasskanal 40 keine Kraftstoffströmung erfolgt. Bei einem Abstellen der Kraft­ stoffpumpe 5 bewegt sich der Regelkolben 31 infolge des sinkenden Kraftstoffdruckes in Richtung zum Ventilsitz 29. Um zu verhindern, daß der in der Kraftstoffeinspritzanlage vorhandene Kraftstoff in­ folge des noch über dem Öffnungsdruck der Einspritzventile liegenden Druckes in unerwünschter Weise abgespritzt wird, kann während des bestimmten Verschiebeweges s bis zum Aufsitzen des Dichtringes 34 auf dem Ventilsitz 29 noch Kraftstoff aus der Kraftstoffversorgungs­ leitung 3 über den Bypasskanal 40 zur Rückströmleitung 38 gelangen, wodurch eine schnelle Druckentlastung in der Kraftstoffeinspritz­ anlage unter den Öffnungsdruck der Einspritzventile ermöglicht wird. Beim Starten ist dann in erwünschter Weise ein höherer Kraftstoff­ druck erforderlich, um den Regelkolben 31 vom Ventilsitz 29 abzuhe­ ben und in seine Regelstellung zu verschieben, da der Durchmesser des Dichtringes 34 kleiner ist, als der Durchmesser der Regelfläche 35, so daß durch diesen erhöhten Kraftstoffdruck beim Start eine vollständige Auffüllung des gesamten Systems und damit ein sicheres Starten gewährleistet ist.

Durch den öffenden Regelkolben 31 kann gleichzeitig ein Aufstoßven­ til 44 geöffnet werden. Hierfür greift der öffnende Regelkolben 31 bei fördernder Kraftstoffpumpe 5 an einem Betätigungsstift 45 an, der im Ventilgehäuse 27 verschiebbar gelagert ist und das bewegliche Ventilteil 46 des Aufstoßventiles 44 entgegen der Kraft einer Auf­ stoßfeder 47 von einem Aufstoßventilsitz 48 abhebend in Öffnungs­ richtung verschiebt. Das bewegliche Ventilteil 46 ist dabei in einer Ventilkammer 49 angeordnet, die über den konischen Aufstoßventilsitz 48 mit der Gleitbohrung 28 am dem Ventilschließteil 33 abgewandten Ende des Regelkolbens 31 in Verbindung steht. Über eine zum Aufstoß­ ventil 44 hin offene Sacklochbohrung 50, eine Radialbohrung 51 und eine Ringnut 52 im Regelkolben 31 kann bei geöffnetem Aufstoßventil 44 Kraftstoff in die Abströmöffnung 37 und von dort zum Kraftstoff­ behälter 6 gelangen. Erfolgt durch die Elektrokraftstoffpumpe 4, 5 keine Kraftstofförderung mehr, schließt das Druckregelventil 26 und gleichzeitig verschiebt die an dem Betätigungsstift 45 angreifende Aufstoßfeder 47 das bewegliche Ventilteil 46 des Aufstoßventiles 44 in Richtung zum Aufstoßventilsitz 48 und damit in Schließstellung.

Bei geöffnetem Elektromagnetventil 24 kann Kraftstoff aus der Steu­ erdruckleitung 21 in eine Abströmleitung 54 gelangen, die stromauf­ wärts des Aufstoßventiles 44 in das Druckregelventil 26 mündet, so daß bei geöffnetem Aufstoßventil 44 Kraftstoff aus der Abströmlei­ tung 54 in die Rückströmleitung 38 gelangen und von dort zum Kraft­ stoffbehälter 6 bzw. auf die Pumpensaugseite zurückströmen kann. Bei nicht fördernder Kraftstoffpumpe 5 wird somit durch das geschlossene Aufstoßventil 44 und das geschlossene Druckregelventil 26 verhin­ dert, daß Kraftstoff aus der Steuerdruckleitung 21 und der Stichlei­ tung 25 auslecken kann und damit erreicht, daß die Kraftstoffein­ spritzanlage für einen erneuten Start der Brennkraftmaschine mit Kraftstoff gefüllt bleibt.

Das Elektromagnetventil 24 ist in bekannter Weise durch eine elek­ tronische Steuereinrichtung 56 ansteuerbar, in die durch Pfeile ge­ kennzeichnete Betriebskenngrößen der Brennkraftmaschine, wie Dreh­ zahl 57, Drosselklappenstellung 58, Abgaszusammensetzung (Sauer­ stoffsonde) 59, Temperatur 60 und andere eingebbar sind. Das Elek­ tromagnetventil 24 wird getaktet angesteuert, d.h. daß das Verhält­ nis von Öffnungsdauer zu Schließdauer variiert wird.

Claims (1)

1. Druckregelventil, insbesondere für eine Kraftstoffeinspritzanlage, mit einem Ventilgehäuse und einem in Abhängigkeit vom Druck eines Mediums entgegen der Kraft einer Regelfeder in einer Gleitbohrung des Ventilgehäuses mehr oder weniger verschiebbar gelagerten Regel­ kolben, an dem ein mit einem Ventilsitz zusammenwirkendes Ventil­ schließteil und stromabwärts des Ventilschließteiles eine radial verlaufende Regelfläche ausgebildet sind, wobei die Regelfläche in Abhängigkeit der vom Druck des Mediums erfolgenden Verschiebung des Regelkolbens mehr oder weniger eine im Ventilgehäuse vorgesehene Ab­ strömöffnung zur Gleitbohrung erst dann öffnet, wenn der Regelkolben um einen bestimmten Verschiebeweg (s) in axialer Richtung vom Ven­ tilsitz weg zur Abströmöffnung hin verschoben ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß im Regelkolben (31) ein Bypasskanal (40) ausgebildet ist, der einerseits an der Regelfläche (35) beginnt und andererseits so am Umfang des Regelkolbens (31) mit einer Entlastungsöffnung (41) endet, daß die Entlastungsöffnung (41) bei einer Verschiebung des Regelkolbens (31) nur dann mit der Abströmöffnung (37) in Verbindung steht, wenn der Verschiebeweg des Regelkolbens (31) vom Ventilsitz (29) weg kleiner als der bestimmte Verschiebeweg (s) ist.